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1、武夷学院本科毕业论文（设计）开题报告 学院 届 专业学生姓名学 号课题名称矩形齿花键套机械加工工艺及花键拉刀设计一、本课题的研究背景、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题本课题的研究背景、意义:通过进行本次毕业设计，全面系统地对学生进行设计方法和研究方法的基本训练。要求学生树立正确的设计思想，培养学生进行科学的研究。学生能独立进行资料的收集、加工与整理，能综合运用科学的理论、知识和技能，锻炼独立解决设计问题的能力，图纸绘制规范，符合国家标准，编写符合要求的设计说明书并答辩，从而使学生树立严谨、实事求是的科学态度，并掌握工程设计的一般程序规范和方法。 近年来中国制造业快速发展，中国
2、机械行业发展得也非常好，急切需要工艺装备方面的人才。根据工厂实际情况，要求工艺技术人员能制定合理的工艺规程，并设计出符合产品技术要求的花键拉刀。工艺规程的制定与花键拉刀设计，可以使学生得到机械专业知识的系统锻炼。首先，看懂加工零件的零件图需要机械制图和互换性与测量技术两门课的知识；其次制定工艺规程需要机械制造工艺学的知识；花键拉刀设计需要机械制造装备设计的知识；最后还要画出花键拉刀图总装图和重要零件的零件图。国内外的研究现状和发展趋势:1.国外研究现状目前,单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和花键拉刀装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产
3、成本,所以,按单一品种设计专用花键拉刀的方法已不能满足生产发展的要求,而组合花键拉刀正是适应这一生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期,以及产品换型后对原有工装花键拉刀延续使用起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。花键拉刀的设计包括三个步骤:设备规划、花键拉刀规划和花键拉刀结构设计。目前,Joneja以及Ferreira等人在进行CAPP 方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助花键拉刀设计(CAFD) 就花键拉刀方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V9 等人提出的自动花键
4、拉刀定位和夹紧的一种方法;De Meter EC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法;Markus A11 等人提出的针对棱柱形工件进行组合花键拉刀设计的基于规则的系统。目前,关于工件花键拉刀的自动化配置方面的工作,自动花键拉刀结构设计( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一个二维组合花键拉刀元件的配置算法。几乎所有的AFCD 研究者都承认,在一个成功的AFCD 系统中, 工件的几何形状是一个关键因素。Nnaji B ,Alladin S13 等人也对具有复杂几何形状的工件进行尝试研究然而其结果也仅仅适用于特定的几何体,比如多边形棱柱。Brost 和Gol
5、dberg 提出了一个“完整”的算法用来分析多边形工件的组合花键拉刀设计。并开发出一个组合花键拉刀设计系统,针对一个任意存在的工件,能自动产生所有可行的花键拉刀设计。并且采用力球分析的方法对产生的方案进行优化。以后的许多研究者大多借鉴了Brost 和Goldberg 的算法。组合花键拉刀在动力学方面的研究也取得了一定的进步,Yu and Goldberg 的花键拉刀加载规划方案是把花键拉刀的加载问题看作基于传感器的集成问题并给了一个规划算法。Cai 等提出了一种指导花键拉刀设计的方法,此方法是缩小由于工件表面与花键拉刀安装误差所带来的定位误差。Hockenberger 与DeMter 提出的模
6、式是在工件加工期间工件的静态分析,这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于在单位扭球的干涉扭矩。2.国内研究现状我国于80 年代末开始对组合花键拉刀元件的设计与管理进行了研究和开发,在总结和吸取我国应用和发展槽系花键拉刀经验的基础上,根据现代机械加工特征及花键拉刀的发展趋势,研制了新一代孔系组合花键拉刀系统。此系统发挥了槽系平移可调性和孔的旋转可调性的优势,可直接组装获得任何直线尺寸和角度尺寸。此系统把大中小三个系列的元件有机融为一体,可在一块多花键拉刀基础板上,既能组装单个大工件花键拉刀,又能组装多个中小零件花键拉刀,有利于装花键拉刀基础板长期固定在机
7、床工作台上,此系统还设有孔系和槽系过渡元件,便于实现孔、槽系花键拉刀元件混合使用。北京工商大学麻建东和刘璇开发的组合花键拉刀元件库,元件库模块的核心程序用ObjectARX SDK2. 02工具包开发,界面程序用AU TOCAD 提供的对话框控制语言DCL (Dialog Cont rol Language) 语言开发,在VC + + 6. 0 下编译和联接,生成的ARX 可执行程序在AU TOCADR14 下直接加载运行。元件库可为使用者提供7 类组合花键拉刀元件三维图形的浏览以及交互设计功能,并生成三维组合花键拉刀构形图,在CAD 环境中可进行修改或删除山东工业大学的徐志刚在“广义映射原理
8、”的指导下,开发了支持“top - down”风范的花键拉刀设计软件自动化系统。吴玉光博士在这个领域取得了较大的突破。提出孔系基础板组合花键拉刀设计的系统方法。该方法利用连杆机构原理自动确定由直线和圆弧组成定位边界的零件的全部候选定位方案。并提出定位销可见概念和定位销转动支点的概念,进行定位方案的装卸方便性分析。进一步提出瞬心三角形和同向边的概念,对工件进行可夹紧性分析,确定工件边界的可夹紧范围。其理论水平在国内外相关领域内开拓了新的局面。尚待研究的问题:矩形花键套工艺分析矩形花键套花键拉刀草图的确定花键拉刀方案的方案论证主要零部件的设计计算 绘制装配图的基本规范 绘制零件图的基本规范 设计计
9、算的说明书的编写二、完成任务的研究思路和方案研究思路:确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。课题研究的主要方案：(1)搜集资料，了解并掌握矩形齿花键套主要零件加工工艺结构和工作原理。(2)确定设计大体思路，撰写开题报告，要求完成具体的设计内容及计算。(3)根据设计任务书的要求，熟悉相关软件AutoCAD，确定设计
10、方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果，进行相关设计及计算。(4)对所设计花键拉刀设计相关校核，准备相关资料。(5)对设计说明书初稿进行相关格式修改，对设计图纸并进行修改。三、 其它需要的条件 需要准备一台电脑，绘图软件CAD还有WORD等办公软件。借阅机械制图、金属工艺学、互换性与测量技术基础、机械创新设计、机械工程材料应用基础、机械制造技术基础、机械制造装备技术、数控技术以及CAD、pro-E、UG等软件的一些基本操作，能独立完成一些专业基础课的课程设计，并能进行一些具有实践性的分析。四、课题工作的总体安排及进度 第一周到第四周 收集资料，阅读文献；第五周 编制开题报告；第六周 外文翻译；第七周 总体方案设计；第八周 进行相关内容的计算；第九周 进行相关内容的计算；第十周 进行相关内容的计算；第十一周 进行相关内容的计算；第十二周 根据计算结果画出要求的图纸草图；第十三周 根据计算结果画出要求的图纸草图；第十四周 根据计算结果画出要求的图纸草图；第十五周 整理说明书；第十六周 整理说明书；第十七周 编写计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩； 第十八周 毕业答辩；五、指导教师评语注：建议填写内容：对学生提出的方案给出评语，明确是否同意开题，提出学生完成上述任务的建议、注意事项等。可自行加页指导教师签名： 年 月 日六、院系意见： 院系（盖章） 年 月 日
